铸造工艺设计课程教学改革与实践(2)
理工科教学,尤其是对于像铸造工艺设计这类实践性强的课程,如何在现有的教学环境下通过改变教学方法促进学生实践知识的积累,值得每个任课教师深思。
在计算机网络、通信、多媒体等技术发达的时代,我们可以通过多种渠道收集铸造生产的素材资料,如图片资料、视频资料、文字资料等。这些素材经过筛选整理后,在教学过程中采用多媒体手段展现给学生,让学生在课堂中感受工程技术实景[2]。犹如我们逛网店代替逛实体店,虽然感受有所不同,但是利用高科技手段提高了效率。况且,实际生产的素材资料是经过教师精心挑选和整理的。笔者将这种教学方法命名为虚拟“临床”实习。它可以让学生在课堂中体会和感受实践景象,增强实践性知识,也是将理论知识和实践知识紧密结合的最短途径。
3.2 利用模拟软件,使工艺方案“眼见为实”
说本课程的实践性强,是因为本课程的内容直接用于指导铸造生产,铸造工艺设计对铸件品质、生产率和成本起着重要作用。但是,这些在传统课堂教学中是以文字和口头表达的方式传递给学生的,虽然有理论解释,有时辅以照片、实物展示等,但是理论指导实践的过程,学生看不见,摸不着,教学如同纸上谈兵。
计算机模拟技术的发展,给我们提供了教学具象化的机会,利用铸造模拟软件模拟浇注,使看不见、摸不着的过程变成“眼见为实”。
上课之前,教师首先选择一个典型铸件,设计几种不同的浇注系统和冒口方案,然后利用模拟软件对不同的方案进行模拟。课堂讲解时,播放模拟的充型过程、凝固过程、凝固后出现的缺陷,并对这几个过程进行分析,比较每种方案的优缺点。这样,学生对理论指导实践有了认识,产生了兴趣。接下来,可以进行模拟实验。选择一个简单铸件,将学生分成若干小组,每组学生对这个铸件进行铸造工艺设计(要求各组选用不同的方案),课下到虚拟仿真实验室进行模拟,小组同学分工合作,最后每组写出一份报告。
课堂模拟的可视化过程、课下的小组模拟实验使铸件浇注过程和凝固过程可以“眼见为实”,让学生“亲眼见到”理论指导实践的过程。这是利用理论教学增加实践性和应用性的另一途径。
另外,小组设计和模拟实验,为学生提供了发挥主观能动性和创造性的空间,也给小组同学团结协作提供了机会。
3.3 模型展室现场教学,事半功倍
铸造工装设计内容在教材中占的篇幅不多,教学课时也很少,但在铸造工艺设计课程中是必不可少的部分。这部分内容理论计算和分析少,实践性强。对学生而言,认识工装主要依靠实习。在生产实习中,他们只是对铸造工装有了初步的感性认识,而没有仔细观察、思考和实际应用的机会。在多媒体课件中,他们看到的也是二维和三维图片,有些概念理解不透,工装设计部分的课堂教学历来事倍功半。
为了改善工装部分课堂教学效果差的现状,也为了加强学生在这方面的实践知识,我们建设了铸造工艺设计多功能立体教室。室内陈列典型的铸造工艺及铸造工装模型,每个模型配有图片、文字说明,同时还配有电子文件,包括二维工程图,三维实体图、爆炸图,解说音频,学生可通过计算机大屏幕对照模型实物仔细阅读、观看、收听。
近两年,我校在多功能立体教室进行铸造工装设计内容的“现场”教学,学生可仔细观看实物、详细阅读说明,并对照大屏幕的爆炸图对模型进行拆装。教师讲解时,学生可随时提问,并随时讨论。这种现场教学给学生提供了进一步的感性认识和动手机会,也使他们在教学过程中有动脑筋、提问题的时间,教学效果远远超出传统的课堂教学[3]。
4 结束语
教师在课堂上通过案例引出课程内容,引发了学生的学习兴趣;充分利用多媒体技术、计算机模拟技术,使学生在课堂的虚拟实践中感受工程实景,增加了实践知识;利用模具展室现场教学,给学生提供了感性认识和动手的机会,提高了教学的时效性。总之,对于铸造工艺设计这门实践性很强的课程,在理论教学过程中,采取多种手段、多种方法,可以增强学生对实践的认识和感受,提高教学效果,为后续教学奠定良好的基础。
参考文献
[1] 蔡敬民.地方本科院校应用型人才培养的理论与实践探索[M].合肥:合肥工业大学出版社,2013.
[2] 马瑞,冯春生,马丽霞.面向工程教育的课堂教学方法改革与实践[J].教学研究,2011(4):44-46.
[3] 王丽娟,高颖,张双杰.对冲压工艺及模具设计课程教学改革的几点体会[J].中国现代教育装备,2011(7):58-60.
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